Диссертация (1141348), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Основными катализаторами данных реакцийявляются ферменты, называемые оксидазами со смешанной функцией.Данные ферменты обладают низкой субстратной специфичностью, поэтомуони окисляют различные лекарственные вещества. К реакциям I фазыметаболизма также относятся процессы востановления и гидролиза [75].• Реакция II фазы (синтетические реакции). В процессе данных реакцийлекарственные вещества и его метаболиты связываются с различнымиэндогенными веществами, в результате чего образуются хорошо растворимыев воде конъюгаты, легко выводимые с мочой или с желчью.
Условиемвступления молекулы лекарственного вещества в реакцию II фазы являетсяналичие химически активного радикала, к которому сможет присоединитьсяконъюгирующая молекула. Если активные радикалы имеются у молекулылекарственного вещества изначально, то связывание с конъюгантом можетосуществиться без предварительных реакций I фазы биотрансформации.
Вслучае отсутствия активных радикалов, последние приобретаются молекулойв процессе ракций I фазы метаболизма [1,75].Однимизосновныхферментовметаболизма,отвечающихзабиотрансформацию практически всех ксенобиотиков, в том числе илекарственных веществ, является система цитохрома Р450, катализирующаяоколо 70% реакций I фазы метаболизма [76].121.2.Характеристика системы цитохрома Р-450Цитохром Р-450, в литературе обозначаемый CYP, представляет собойгруппуферментов,осуществляющуюнетолькобиотрансформациюлекарственных веществ и других ксенобиотиков, но и участвующих в синтезежелчных кислот, стероидных гормонов, простаноидов (тромбоксана А2,простациклина I2).
Впервые цитохром Р450 обнаружили Klingenberg иGarfincell в микросомах печени крысы в 1958 году [76,77].Филогенетические исследования показали, что первые варианты даннойсистемы ферментов в живых организмах образовались 3 миллиарда лет назад.Цитохром Р450 является гемсодержащим белком. Своё название даннаясистема получила засчёт образования характерного комплекса с оксидомуглерода (II), обладающим максмимумом поглощения при длине волны 450нм.
[1,76,77].Цитохром P450 обнаружен во многих органах: почках, легких,кишечнике, головном мохге, коже, плаценте, легких, однако наибольшее егоколичество находится в клетках печени. Данная система изоферментовобладает способностью химически превращать подавляющее большинствохимических соединений различной природы, при этом основной реакциейявляется гидроксилирование. Цитохромы Р450 являются монооксигеназами,поскольку в процессе окисления один из атомов кислорода помещается вмолекулу субстрата, а второй – в воду, что отличает их от диоксигеназ,включающих оба атома кислорода в субстрат [1,75,78].Цитохром Р450 обладает большим количеством изоферментов, чьечисло на данный момент составляет более тысячи.
Огромное числоизоферментов данной системы разделяют на семейства и подсемейства в13зависимостиаминокислототгомологичной[78].последовательностиИзоферменты,обладающиенуклеотидовиаминокислотнойидентичностью более, чем на 40%, группируются в семейства, число которыхна настоящее время составляет 36, изоферменты которых идентичны посвоему аминокислотному составу более чем на 40%, 12 из которыхобнаружены в организме млекопитающих.
Подсемейства образуют изоформыCYP с гомологичностью аминокислотного состава более, чем на 55% (Таблица№1).СемействамцитохромовР450присвоенаримскаянумерация,подсемейства же обозначаются римскими цифрами и латинской буквой. Восновном обозначение изоферментов CYP представляет собой условныйномер из арабской цифры, обозначающая семейство, следующей далеелатинской буквы, обозначающая подсемейство, и арабской цифрой в конце,которая соответствует конкретному изоферменту [76,79]. К примеру,изофермент CYP2С9 соответствует изоферменту из семейства 2, подсемействаIIC.
Изоферменты цитохрома Р-450 обладают различной субстратнойспецифичностью, а также ингибиторами и индукторами). Однако зачастуювстречается перекрестная субстратная специфичость между изоферментамиразличных семейств. Например, противовирусное лекарственное средстворитонавир метаболизируется 7 изоферментами с образованием различныхметаболитов [1,5,81].В следующей таблице приведена краткая информация о функциисемействцитохрома,количествекодирующие данные семейства [2].подсемействиколичествегенов,14Таблица 1 – Основные характеристики семейств цитохрома P450СемействоФункцияКоличествоподсемействКоличествогеновCYP IМетаболизм лекарственных средств идругих ксенобиотиков, в том числе иполициклических ароматическихуглеводородовМетаболизм лекарственных средств,стероидов и др.
экзогенных иэндогенных веществМетаболизм лекарственных средств,прочих ксенобиотиков и эндогенныхвеществМетаболизм арахидоновой кислоты ижирных кислотСинтез тромбоксана А27-альфа-гидроксилирование стероидногоядра7-альфа-1идроксилирование в гелевнеммозгеСинтез простациклина I2Биосинтез желчных кислотБиосинтез стероидовБиосинтез стероидов. 17-альфагидроксилированиеБиосинтез стероидов, ароматизацияэстрогеновБиосинтез стероидов23 гена1217 генов,11псевдогенов14 гена, 2псевдогена51111 генов, 7псевдогенов1генНет данных1Нет данных1121Нет данныхНет данных3 гена1 ген11 ген11 ген, 1псевдоген1 генHeтданныхНет данныхНет данныхНет данныхCYP IIСYP IIICYP IVCYР VCYPVIIACYPVIIBCYPVIIIACYPVIIIBCYP XICYP XVIICYP XIXCYP XXICYPXXIVДеградация витамина DCYPXXVIA Гидроксилирование ретиноевой кислотыCYPXXVIBГидроксилирование ретиноевой кислотыCYPXXVIIAБиосинтез желчных кислотCYPXXVIIAB1-альфа-гидроксилирование витаминаD3CYPXXVIICФункция неизвестнаСУРХХXIХФункция неизвестнаCYP XXXVI24-гидроксилирование холестеринаCYPXXXXXIБиосинтез холестерина.
14-альфадиметилирование ланостеролаНаРисунке1представленадиаграмма,111111111демонстрирующаяНет данныхНет данныхНет данных1 ген, 2псевдогенапроцентноесоотношение метаболизируемых ксенобиотиков основными изоферментамицитохрома Р450 [3].15Рисунок 1 – Диаграмма, демонстрирующая процентное соотношение метаболизируемыхксенобиотиков основными изоферментами цитохрома Р450 [3]В результате анализа данных из различных литературных источников быливыделены изоферменты CYP, представляющие наибольший интерес для изученияв данной работе.CYP1A2 - метаболизирует порядка 2-8% известных лекарственных средств,эндогенный субстрат неизвестен [4]. В основном находится в печени иметаболическиактивируетпроканцерогенныегетероциклическиеамины,формирующиеся при обработке продуктов питания с помощью температуры [4].Основными субстратами CYP1A2 являются производные ксантина (кофеин,теофиллин) [5], а также многие антидепрессанты (амитриптилин, хломипрамин,имипрамин), некоторые атипические антипсихотики (хлозапин, оланзапин,галоперидол)[6],некоторыеингибиторытирозинкиназы(эрлотиниб),миорелаксанты (циклобензаприн), эстрадиол, парацетомол и др [7].
К сильнымингибиторамCYP1A2относятсямногиефторхинолоны,верапамилиципрофлоксацин. К индукторам данного фермента относятся, прежде всего,компоненты табачного дыма, броколли, брюссельской капусты, эхинацеи,инсулин, а также некоторые лекарственные вещества (нафциллин, модафинил,омепразол) [8,9].CYP2C9 - метаболизирует около 10-15% известных лекарственных средств,проходящих I фазу метаболизма [10,11]. Данный изофермент в основном16находится в печени, и уровень экспрессии CYP2C9 является одним изнаибольших среди всех ферментов CYP, уступая лишь изоферменту CYP3A4[12,13].ОсновнымисубстратамипротивовоспалительныепрепаратыCYP2C9(целекоксиб,являютсянестероидныедиклофенак,ибупрофен),блокаторы ангиотензиновых рецепторов II типа (ирбесартан, лозартан), а такженекоторыхнепрямыхгипогликемическихантикоагулянтовсредств[13,88].К(варфарин)эндогеннымипероральныхсубстратамданногоизофермента относятся вещества триптаминового ряда (в частности, 5гидрокситриптамин) и ненасыщенные жирные кислоты [72].
Изофермент CYP2C9обладает высоким полиморфизмом, и изменения в метаболической активности,вызванные вариацией изоформ CYP2C9, играют ключевую роль в патогенезеразличныхнежелательныхактивностьюизоферменталекарственныхнаходятсявявлений.Пациентыгрупперискаснизкойвозникновениянежелательных лекарственных явлений при назначении таких лекарственныхвеществ – субстратов CYP2C9 с узким терапевтическим окном, как варфарин,фенитоин, глипизид и толбутамид [14].CYP3A4 – отвечает за метаболизм многих веществ как эндогенногопроисхождения (стероидные гормоны, липиды, желчные кислоты), так иксенобиотиков,включаялекарственныевещества,токсичныевеществаокружающей среды и природные соединения, содержащиеся в продуктах питания[15,16]. Данный изофермент считается основным из всех изоферментов CYP,поскольку его доля в организме составляет около 80% из всего количестваизоферментов CYP, при этом он обнаруживается не только в печени, но ипростате, молочных железах, клетках эпителия тонкого и толстого кишечника, идаже в клетках головного мозга [17,18].
CYP3A4 метаболизирует более половиныиспользуемых на сегодняшний день лекарственных веществ [1], включаяпротивоопухолевыепрепараты,имуннодепрессанты,противогрибковыепрепараты, макролиды, трициклические антидепрессанты и многие другие. Таккак данный изофермент содержит большое количество субстратов, равно какингбиторо и индукторов, зачастую происходит изменение активности CYP 3A4,17вызванноекакмежлекарственнымвзаимодейтвием,такивоздействиемксенобиотиков из окружающей среды и продуктов питания (например, природныесоединения грейпфрутового сока подавляет активность CYP3A4) [19,20,69].CYP2D6 – метаболизирует около 30% известных лекарственных средств, атакжеявляетсядополнительнымизоферментомметаболизмамногихксенобиотиков, включаясь в метаболические процессы при недостаточнойактивности прочих изоферментов [17,89].
В основном находится в печени, однакобольшое количество CYP2D6 обнаружено так же в ЦНС [18]. Является одним изизоферментов CYP, обладающих cамым множественным полиморфизмом(известно более 100 изоформ CYP2D6). Субстратами являются трицикличискиеантидепрессанты, селективные ингибиторы обратного захвата серотонина(флуоксетин,флувоксамин),опиоды(кодеин,трамадол,оксикодон),антипсихотики (галоперидол, рисперидон), бета-блокаторы и многие другие[1,21,101]. За метаболизм многих наркотических средств (MDMA, амфетамин ипрочие производные фенилэтиламина, синтетические каннабиноиды) отвечаеттакже CYP2D6 [22,23].1.3.Основные методы изучения активности CYPМежиндивидуальные различия в скорости метаболизма ЛС наиболее частоявляются причиной межиндивидуальных различий в фармакокинетике, а,следовательно, в фармакологическом ответе.
Скорость метаболизма ЛС зависитот активности того или иного фермента, которая, в свою очередь, зачастуюявляется генетически детерминированной функцией. Однако на активностьферментов метаболизма могут влиять внешние факторы, значительно её изменяя(возраст, пищевой рацион, вредные привычки, сопутствующие заболевания,18сопутствующая лекарственная терапия и т.д.).
Таким образом, можно выделить 2подходакизучениюскоростиметаболизмалекарственныхвеществ–генотипирование и фенотипирование.Генотипирование является косвенным методом определения активностифермента метаболизма, в основе которого лежит изучение его гена методомполимеразной цепной реакции.Фенотипированиезаключаетсявопределенииактивностиферментаметаболизма по фармакокинетике маркерного субстрата и его метаболита [1,2].Фармакогенетика.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
